通信系統、發送裝置、接收裝置以及信息記錄介質的製作方法

2023-06-07 05:18:21

專利名稱：通信系統、發送裝置、接收裝置以及信息記錄介質的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過使用具有完全正交性，並且自相關特性良好的編碼，將CDMA (Code Division Mrlitiple Access ；石馬分多址)禾口 OFDM(Orgyogonary Frequency Division Multiplex ；正交頻分復用)自然融合，以提高通信性能的良好的通信系統、發送裝置、接收 裝置以及記錄了在計算機上實現這些功能的程序的計算機可讀的信息記錄介質。
背景技術：
以往，在CDMA和OFDM等技術領域中，不僅提出了利用Walsh編碼等正交編碼的方 案，而且還利用自相關特性具有尖銳峰值的編碼。另一方面，本發明申請的發明者提出了作 為在通信中使用的編碼而使用高斯編碼的方案。關於這樣的技術，被公開在以下的文獻中。
專利文獻1 日本特開2002-290274號公報
這裡，在[專利文獻1]中提出了利用簡易的電子電路生成最佳高斯擴散編碼序列 的技術。
但是，目前還是強烈要求通過使用正交性和自相關特性良好、且多樣性高的編碼， 來進一步增加信道數量的通信技術。發明內容
本發明就是為了解決這樣的問題而完成的，目的是提供一種通過使用具有完全正 交性，並且自相關特性良好的編碼，將CDMA和OFDM自然融合，以提高通信性能的良好的通 信系統、發送裝置、接收裝置以及記錄了在計算機上實現這些功能的程序的計算機可讀的 信息記錄介質。
為了達到以上的目的，根據本發明的原理，公開以下的發明。
本發明的第1觀點的通信系統使用
質數ρ的原始根q ；
對於整數k = 0、1、2.....(p-2)的每個，根據
b[k] = (1，exp (2 π i X q0+k/p)，exp (2 π i X q1+k/p)，exp (2 π i X q2+k/p)， …， exp(2Ji iXq(p-2)+k/p))
以及
b[p_l] = (1，1，1，1，· · ·，1)
確定的？個？維向量13
、13[1]、13[2].....b[p-2]、b[p_l]；
對於整數k = 0、1、2.....(p-2)的每個，根據
c [k] = (1，exp (_2 π i X q0+k/p)，exp (_2 π i X q1+k/p)，exp (_2 π i X q2+k/p)，…， exp (-2JI iXq(p-2)+k/p))
以及
c[p_l] = (1，1，1，1，· · ·，1)
確定的ρ 個ρ 維向量 c
、c [1]、c [2]、. . ·、c[p-2]、c[p_l]，
具有發送裝置和接收裝置，並構成如下的結構。
即，發送裝置具有串並轉換部、發送側內積部、插入部、和發送部。
另一方面，接收裝置具有接收部、同步部、接收側內積部、和並串轉換部。
這裡，發送裝置的串並轉換部把要傳送的信號以規定時間長度T進行分割，並通 過對該分割的各個信號進行串並轉換，獲得P維的信號向量
S= _]，s[l]，s[2]，s[3]，· · ·，sfc-Ι])。
另一方面，發送裝置的發送側內積部對於整數i =0、1、2.....(p-1)的每個，根據獲得的信號向量S、和所確定的向量b[i]，計算出內積
w[i] =〈s，b[i]〉。
並且，發送裝置的插入部通過在計算出的內積w
、w[l]、w[2].....w[p-l]之間插入保護間隔，來獲得該規定時間長度T的信號。
而且，發送裝置的發送部發送被插入了保護間隔的信號。
另外，接收裝置的接收部接收從發送裝置發送來的信號。
另一方面，接收裝置的同步部參照被插入在所接收的信號中的保護間隔，取得與 內積w W]、w[l]、w[2].....w[p-l]同步的接收值
u
、u[l]、u[2]、…,U[p-1],
且內積40]、w[l]、w[2].....w[p-l]是對於在發送裝置中以該規定時間長度T分割的各個信號計算出的。
並且，接收裝置的接收側內積部對於整數i =0、1、2.....(p-1)的每個，根據獲得的接收值U [i]、和所確定的P維向量C [i]，計算出內積
v[i] = (u[i],c[i])0
而且，接收裝置的並串轉換部對計算出的內積vW]、v[l]、v[2].....ν [p-1]進行並串轉換，轉換成以該規定時間長度T分割的信號，獲得傳送來的信號。
另外，在本發明的通信系統中，可以構成為，根據規定的角度Θ，取代1而把exp(i Θ)設定為該向量b
、b[l]、b[2].....b[p-l]的先頭要素，取代1而把exp H θ )設定為該向量c W]、c [1]、c [2].....c [p-1]的先頭要素。
即，ρ個 ρ 維向量b
、b[l]、b[2]、. . .、b[p-2]、b[p_l]對於整數 k = 0、1、2、...、 (P-2)的每個，根據
b[k] = (exp (i θ ) , exp (2 31 i X q0+k/p) , exp (2 π i X q1+k/p) , exp (2 π i X q2+k/ p)， -,exp(2JiiXq(p-2)+k/p))
以及
b[p-l] = (exp(i θ )，1，1，1，...，1)
來確定。
而且，ρ個ρ 維向量 c
、c[l]、c[2]、...、c [p_2]、c [p_l]對於整數 k = 0、1、 2.....(p-2)的每個，根據
C [k] = (exp (_i θ )，exp (-2 π i X q0+k/p)，exp (-2 π i X q1+k/p)，exp (-2 π i X q2+k/ p)，-,exp (-2JiiXq(p-2)+k/p))
以及
c [p-1] = (exp (_i θ ),1,1,1, ...，1)
來確定。
另外，在本發明的通信系統中，可構成為(P-1V2是質數。
另外，在本發明的通信系統中，可構成為，ρ是對2的乘方加1後的值的質數，即， 在使用某個整數η時，P = 2η+1成立的質數。
另外，在本發明的通信系統中，可以構成為，把對應質數ρ的相互不同的各個原始 根分配給多個用戶，與該多個用戶的每個對應的發送裝置和接收裝置把被分配給該用戶的 原始根設定為該原始根q。
另外，在本發明的通信系統中，可以構成為，接收裝置把對應質數ρ的相互不同的 原始根中的未被分配給現有的用戶的各個原始根設定為該原始根q，求出內積40]、ν [1]、ν[2].....v[p-l]，並取得該內積v
、v[l]、v[2].....v[p-l]的功率為最小的原始根，把該取得的原始根設定為要分配給新用戶的原始根q。
另外，本發明的通信系統可以構成為以下的結構。
S卩，把對應質數ρ的相互不同的各個原始根分配給多個用戶，與該多個用戶的每 個對應的發送裝置把被分配給該用戶的原始根設定為該原始根q。
另一方面，接收裝置把該相互不同的各個原始根設定為該原始根q，求出內積ν
、ν [1]、ν [2].....ν [p-1]，並取得該內積 ν
、ν [1]、ν [2].....ν [ρ-1]的功率為最大的原始根，把該取得的原始根設定為原始根q。
本發明的其他觀點的發送裝置是上述通信系統的發送裝置。
本發明的其他觀點的接收裝置是上述通信系統的接收裝置。
本發明的其他觀點的計算機可讀取的信息記錄介質構成為，記錄有使具備通信功 能的計算機作為上述發送裝置發揮功能的程序。
本發明的其他觀點的計算機可讀取的信息記錄介質構成為，記錄有使具備通信功 能的計算機作為上述接收裝置發揮功能的程序。
該計算機可讀取的信息記錄介質例如可以利用與小型盤同類型的介質、與軟盤、 硬碟、光磁碟同類型的介質、與數字視頻盤同類型的介質、磁帶或半導體存儲器等。
而且，上述的信息記錄介質除了可獨立於計算機來發布、銷售以外，還可以通過互 聯網等計算機通信網來發布、銷售上述程序。
另外，本發明是根據日本國獨立行政法人新能源·產業技術綜合開發機構(NEDO) 平成17年第2次產業技術研究促進事業確定題目「 ICA通信用晶片的研究開發」的研究開 發成果涉及的發明。
根據本發明，可提供一種通過使用具有完全正交性，並且自相關特性良好的編碼， 將CDMA和OFDM自然融合，以提高通信性能的良好的通信系統、發送裝置、接收裝置以及記 錄了在計算機上實現這些功能的程序的計算機可讀取的信息記錄介質。


圖1是質數P = 59，原始根q = 31的編碼遷移圖。
圖2是質數P = 59，原始根q = 11的編碼遷移圖。
圖3是質數P = 173，原始根q = 11的編碼遷移圖。
圖4是質數P = 173，原始根q = 3的編碼遷移圖。
圖5是表示本發明的一個實施方式的通信系統的概要結構的說明圖。
圖6是表示在該實施方式中信號的轉換過程的說明圖。
圖中101-通信系統；111-發送裝置；112-串並轉換部；113-發送側內積部； 114-插入部；115-發送部；131-接收裝置；132-接收部；133-同步部；134-接收側內積部； 135-並串轉換部；601-要傳送的信號；602-信號向量；603-內積值向量；604-發送信號； 605-接收信號；606-接收值向量；607-內積值向量；608-被傳送的信號；651-保護間隔； 652-被接收的保護間隔。
具體實施方式
下面，對本發明的實施方式進行說明。另外，以下所列舉的實施方式只是為了說明 本發明，不構成對本發明範圍的限制。因此，只要是本領域的技術人員，都能夠採用把這些 各個要素或全部要素置換成與其等同的要素的實施方式，而且這些實施方式都屬於本發明 的範圍。
實施例1
在本實施方式中，作為正交編碼，使用取複平面的單位圓上的值的高斯編碼。該高 斯編碼的生成方法是本申請的發明者所設計的方法。下面進行詳細說明。
在對某個質數p，對某個整數q的集合
{q° mod p，q1 mod p，q2 mod p，·..，qp 2 mod p}
與(p-1)個自然數的集合
{1,2,3, ···, p-1}
一致的情況下，即，在把定義域設定為
{1,2,3, ···, p-1}
的映射
fp q(k) = qk_1 mod ρ
的值域也是
{1,2,3, ···, p-1}
，映射4^(·)是全單射的情況下，把該整數q稱為質數P的原始根。
對於映射U ·)，可以考慮對從1到p-1的自然數的順序進行排列置換。例如， 如果設P = 61、q = 2，對k = 1、2.....p-1 = 60，順序計算fp,, (k)，則成為
1,2,4,8,16，32，3，6，12，24，48，35，9，
18,36,11,22,44,27,54,47,33,5,10，
20,40,19,38,15，30，60，59，57，53，45，
29,58,55,49,37,13，26，52，43，25，50，
39，17，34，7，14，28，56，51，41，21，42，
23，46，31
，成為排列了從1到60的自然數的數列。
一般，質數ρ的原始根q的個數是根據歐拉的Τ0ΤΙΕΝΤ函數Φ ( ·)，由Φ (p-1)得 至|J。在把質數P從2移動到1223時，質數P與原始根q的個數Φ (p-1)的數對(ρ、Φ (p-1)) 成為如下。2,1), (3,1), (5,2)*, (7,2)*, (11,4)*, 13,4), (17,8)*, (19,6), (23，10)*，(29,12), 31,8), (37，12)，(41，16)，(43，12)，(47,22)*, 53，24)，(59，28)*，(61，16)，(67，20)，(71,24), 73，24)，(79,24), (83，40)*，(89，40)，(97，32)， 101,40), (103,32), (107,52)*, (109,36), (113,48), 36)，(131,48)，(137,64)，(139,44)，(149,72)*， 40)，(157,48), (163,54), (167,82)*, (173,84), 88)*，(181,48), (191,72), (193,64), (197,84), 60)，(211,48), (223,72), (227,112)*，(229,72), (239,96), (241,64), (251,100), (257,128)*， ，(269，132)， (271，72)， (277，88)， (281,96), (293，144)， (307,96), (311，120)， (313,96), (331,80)，(337,96)，(347，172)*，(349，112)， (359，178)*， (367，120)， (373，120)， (379，108)， ，(389，192)， (397，120)， (401，160)， (409，128)， (421,96), (431，168)， (433，144)， (439，144)， (449，192)， (457，144)， (461，176)， (463，120)， ，(479，238)*， (487，162)， (491，168)， (499，164)，127， 151， 179， 199， 233， 263， 283， 317， 353， 383， 419， 443， 467， 503， 547， 577， 607， 641， 661， 701， 739， 769， 811， 839， 877， 911， 947， 983，112 130 92) 156 160 190 180 192 232 250 144 192 200 256 160 240 240 256 216 418 288 288 420 490(509,252)， (521，192)，(557，276)，(563,280)*,(587，292)*,,(593,288)，(613，192)，(617,240)，(643，212)，(647,288)，(673，192)，(677,312)，(709，232)，(719,358)*,(743，312)，(751,200)，(773，384)，(787,260)，(821，320)，(823,272)，(853，280)，(857,424)，(881，320)，(883,252)，(919，288)，(929,448)，(953，384)，(967,264)，(991，240),(997,328)，1019,508)*， (1021,256)， (1031,408) 1049,520), (1051,240), (1061,416), 1087,360), (1091,432), (1093,288), 1109,552), (1117,360), (1123,320), 1153,384), (1163,492), (1171,288),(569,280)， (571，144)， (599，264)， (601，160)， (619,204)， (631，144)， (653,324)， (659,276)， (683,300)， (691，176)， (727，220)， (733,240), (757,216)， (761,288)， (797,396)， (809,400)， (827,348)， (829,264)， (859,240)， (863,430)， (887，442)*，(907，300)， (937,288)， (941,368)， (971,384)， (977,480)， (1009,288)， (1013,440)， (1033，336)， (1039,344)， (1063,348)， (1069,352)， (1097,544)，(1103，504)， (1129,368)，(1151,440)， (1181,464)，(1187,592)*，8
(1193,592), (1201,320), (1213,400), (1217,576), (1223,552)
其中，附加了 *的數對是，對於質數P的原始根q的個數Φ(ρ-1)比較大的、認為 是「優良」的數對。
例如，在對於質數P，(ρ-1)/2也是質數的情況下，原始根q的個數成為(p_3)/2， 即，約ρ/2個的程度。
並且，這裡，可認為質數P及其原始根q，對於整數k = 0、l、2.....(p_2)的每個，根據
b[k] = (1，exp (2 31 i X q0+k/p)，exp (2 π i X q1+k/p)，exp (2 π i X q2+k/p)， …， exp(2Ji iXq(p-2)+k/p))
以及
b[p_l] = (1，1，1，1，· · ·，1)
確定的？個？維向量1^0]、13[1]、13[2].....b[p-2]、b[p_l]；和對於整數 k = 0、1、2.....(p-2)的每個，根據
C [k] = (1，exp (_2 π i X q0+k/p)，exp (_2 π i X q1+k/p)，exp (_2 π i X q2+k/p)，…， exp (-2JI iXq(p-2)+k/p))
以及
c[p_l] = (1，1，1，1，· · ·，1)
確定的ρ 個 ρ 維向量 c W]、c [1]、c [2]、. . .、c [p-2]、c [ρ-1]。
如果把這些向量作為編碼採用，則，由於各個成分取複平面上的單位圓上的值，所 以明顯成為功率固定的編碼。
另外，b[k]和c[k]是各個要素相互具有復共軛關係的復共軛向量，關於其內積，
(b[k],c[k]> =p
成立。
另一方面，在i Φ j的情況下，關於內積，
(b[i],c[j]> =0
成立。因此，排列
b
，b[l]，—, b[p-l]
，並對各個要素乘以了1/p"2的複數正方矩陣、和排列
c
，c[l]，c[p-l]
，並對各個要素乘以了1/p"2的複數正方矩陣，成為復正交矩陣的單式矩陣。
S卩，在發送側，利用
b
,b[l], ...，b[p_l]
對ρ條數據進行轉換(或利用與此對應的單式矩陣進行轉換)，在接收側，利用
c
，c[l]，c[p-l]
進行轉換(或利用與此對應的單式矩陣進行轉換)，則可得到原來的P條數據。
這樣，發明者成功地根據複數P及其原始根q，作成了 P個P維的相互完全正交的復向量。
該正交向量系列的數量由原始根q的個數得到。因此，原始根q的個數越大，越可 增加在通信時同時使用的信道數量。根據這樣的觀點，作為複數P，優選是，附加了上述*的「優良」的數對。
另外，在上述向量b[k]的第η個要素是k = p-2、且η嘗2的情況下，雖然可根據
ep, q> k (η) = exp (2 π i X qn+k"Vp)
來計算，但在k小於等於p-2、且η大於等於2的情況下，根據把原始根q設定為次 數的切比雪夫多項式Ttl ( ·)，關係式
Re (e (n+1)) = Tq (Re (e (η))
成立。
由於公知次數大於等於2的切比雪夫多項式是高斯映射，所以，本發明的編碼要 素的移動具有高斯特性。公知高斯的李亞普諾夫指數和Kolmogorov-Sinai熵成為log q， 對於相同的質數P，只要原始根q不同，即可獲得高斯性的性能不同的正交向量。
另外，上述「優良」數對中的(5、2)、(17、8)、(257、128)是質數P，可以表現為2的 乘方加1的(P = 2n+l)。在採用這樣的質數ρ的情況下，如果把上述向量的要素配置在單 位圓周上，則被配置在能夠使用圓規和三角尺作圖的正P角形的頂點上，但由於原始根的 個數成為(P-I) /2個，所以原始根的種類相對較多，是「優良」。
下面，參照本編碼的遷移圖，對本編碼的性質進行進一步說明。
圖1是質數ρ = 59、原始根q = 31的編碼遷移圖。圖2是質數ρ = 59、原始根q =11的編碼遷移圖。圖3是質數p = 173、原始根q=ll的編碼遷移圖。圖4是質數ρ = 173、原始根q = 3的編碼遷移圖。下面，參照這些圖進行說明。
這些圖是把通過上述方法獲得的編碼，利用複數平面上的點連接的圖。
關於在OFDM中使用的離散傅立葉變換，也可以獲得正交向量，作成同樣的圖，但 該情況的圖形成為旋轉對稱性非常高的圖形。即，在旋轉該圖形時，使與原來的形狀重疊的 旋轉角度小，如果旋轉360度，則有多次大致重疊的情況。這裡，以往的正交編碼，一般自相 關性差的情況下被表現為編碼的狀態遷移圖的旋轉對稱性高。
另一方面，從圖1至圖4中可看出，遷移前方的點雖然在單位圓的圓周上均勻分 布，但對於旋轉，呈非對稱性。即，旋轉對稱性遠低於在OFDM中使用的正交編碼的遷移圖。 即，在把圖形進行360旋轉的過程中，與原來的圖形大致重疊的次數只有1次 數次，非常 少。
因此，關於本編碼的自相關特性，根據其針對旋轉的非對稱性可知，優於以往一般 的正交編碼。
如果進行具體的計算，則針對bW]，b[l]，...，b[p-2]和 c
, c[l],...， c [p-2]的自相關特性，與編碼長度P無關，次峰(second peak)的絕對值的平方小於等於(2/"2)2 =8.
如果最大峰的絕對值的平方等於編碼長度ρ的平方，則只要對質數ρ採用充分大 的值，即可將最大峰與次峰充分分離。
例如，在ρ = 59的情況下，次峰的絕對值的平方成為最大峰的絕對值的平方的約 500分之1。即使在ρ = 5的情況下，也約為3分之1。
這樣，本編碼的自相關特性與以往的方法相比，可以成為非常良好的。
另外，關於在對相同質數ρ選擇了不同原始根q時生成的向量彼此的相關特性，通過計算得知，也可以獲得良好的特性。
例如，在對質數ρ = 59選擇了原始根6時的向量(除了要素全部為1的向量)、與 選擇了原始根2時的全部向量(除了要素全部為1的向量)的互相關的絕對值的最大值為 14. 93。
在對質數ρ = 59選擇了原始根2時的向量(除了要素全部為1的向量)、與選 擇了原始根10時的全部向量(除了要素全部為1的向量)的互相關的絕對值的最大值為 14. 99。
這些相對編碼長度59，充分小。
因此，在選擇了某個質數ρ時，在對各個用戶分配相互不同的原始根，各個用戶利 用最大p-1個信道進行通信的情況下，本編碼可呈現非常良好的通信性能。
下面，對具體的通信系統的結構進行說明。
圖5是表示本發明的一個實施方式通信系統的概要結構的說明圖。下面，參照本 圖進行說明。
本圖所示的通信系統101具有發送裝置111、和接收裝置131。
這裡，該通信系統101使用某個質數ρ的某個原始根q。該p、q如上述那樣，可適宜選擇。
而且，在發送裝置111側，使用對於整數k = 0、1、2.....(p-2)的每個，根據
b[k] = (1，exp (2 π i X q0+k/p)，exp (2 π i X q1+k/p)，exp (2 π i X q2+k/p)， …， exp(2Ji iXq(p-2)+k/p))
以及
b[p_l] = (1，1，1，1，· · ·，1)
確定的？個？維向量1^0]、13[1]、13[2].....b[p-2]、b[p_l]。
另一方面，在接收裝置131側，使用對於整數k = 0、1、2.....(p-2)的每個，根據
c [k] = (1，exp (_2 π i X q0+k/p)，exp (_2 π i X q1+k/p)，exp (_2 π i X q2+k/p)，…， exp (-2JI iXq(p-2)+k/p))
以及
c[p_l] = (1，1，1，1，· · ·，1)
確定的ρ 個ρ 維向量 c
、c [1]、c [2]、. . ·、c[p-2]、c[p_l]。
排列J b
, b[l], b[2]，... , b[p-2], b[p-1]的矩陣與排列 了 c
, c[l], c[2],...,c[p-2],c[p-l]的矩陣之積是單位矩陣的ρ倍。因此，也可以取代上述的定義， 而對各個向量的要素乘以適當的非零的常數。乘以常數只是單純變更數值的尺度(scale)。
另外，發送裝置111具有串並轉換部112、發送側內積部113、插入部114、和發送部 115。
另一方面，接收裝置131具有接收部132、同步部133、接收側內積部134、和並串轉 換部1；35。
這裡，發送裝置111的串並轉換部112通過把要發送的信號按照每個規定時間長 度τ進行分割，對該分割的信號的各個進行串並轉換，獲得P維的信號向量
s = (s
, s[l], s[2], s[3], ...,sfc—l])。
圖6是表示信號的轉換過程的說明圖。下面，參照本圖進行說明。
典型的是，要傳送的信號601在每個規定時間長度T包含ρ個信號值。而且，要傳 送的信號601，除了可以使用作為值而由+1和-1構成的二值信號，或作為值而由+1和0構 成的二值信號以外，還可以使用例如使用振幅和相位的組合的16QAM等實施了基於多值信 號的轉換的信號等各種信號。
把該信號值轉換為由規定時間長度T的ρ條信號值s W]、s [1]、s [2]、s [3].....s[p-l]構成的信號向量602。
另一方面，發送裝置111的發送側內積部113對於整數i = 0、1、2.....(p_l)的各個，根據獲得的信號向量S、和所確定的向量b[i]，計算出內積
w[i] =〈s，b[i]〉。
該計算也可以每隔該規定的時間長度T進行一次。從發送側內積部113輸出由規 定時間長度T的ρ條內積值w W]、w [ 1 ]、w [2]、w [3].....w [p-1 ]構成的內積值向量603。
接下來，發送裝置111的插入部114在計算出的內積40]、蚪1]、《[2]、蚪3].....w[p-l]之間插入保護間隔，並把其作為該規定時間長度T的信號。
插入部114是發揮並串轉換功能的部分，用於把ρ條內積值向量603轉換為1條 發送信號604的信號值。其中，通過適宜插入保護間隔，在接收裝置131側取得同步。
在本圖所示的例中，是在規定時間長度T的最後插入1個保護間隔651，但也可以 採用在各個內積w
、w[l]、w[2].....w[p-l]之間適宜插入等的方法。
而且，發送裝置111的發送部115發送被插入了保護間隔的發送信號604。
另外，接收裝置131的接收部132接收從發送裝置111發送的發送信號604由於 受電波傳送路徑的影響而發生了變化的接收信號605。
一方面，接收裝置131的同步部133參照發送信號604內的保護間隔651受到電波 傳送路徑的影響的結果亦即保護間隔652，根據所接收的接收信號605，取得與內積40]、 w[l]、w[2].....w[p-l]同步的接收值
u
、u[l]、u[2]、…,u[p-l],
且內積w
、w[l]、w[2].....w[p-l]是對於在發送裝置111中按照該規定時間長度T分割的各個信號計算出的。
如上所述，由於保護間隔是以周期T進行插入，所以通過取得接收信號的時間經 過與保護間隔的時間分布的相關，可取得同步。
接收值u
、u [1]、u [2].....u [p_l]是規定時間長度T的ρ條信號606 (接收值向量u)。
並且，接收裝置131的接收側內積部134對整數i = 0、1、2.....(p_l)的各個，根據取得的接收值U [i]、和所確定的P維向量C [i]，計算出內積
v[i] = (u[i],c[i])0
該內積計算也和發送側內積部113同樣，每隔規定時間長度T進行一次，取得所謂 v
、v[l]、v[2].....v[p-l]的 ρ 條信號 607(內積值向量 ν)。
而且，接收裝置131的接收側內積部134把計算出的內積vW]、v[l]、v[2].....v[p-l]進行並串轉換，轉換成按照該規定時間長度T分割的信號，從而獲得傳送來的信號 608。信號608是相當於二值信號或多值信號的信號，由於受電波傳送路徑的影響，所以一 般其相位和振幅產生偏差，但在對這些偏差進行補償時，可應用各種公知的技術。
這樣，本通信系統101由於取代OFDM中的傅立葉變換，而進行取得與由表示上述 那樣的單位圓狀的點的值構成的向量的內積的運算，所以能夠把OFDM與CDMA自然融合。
另外，這些通信所涉及的各種計算處理，可通過在FPGA(FieldProgrammable Gate Array)和 ASIC (Application Specific IntegrateCircuit)等電子電路中，讀入規定的程 序(相當於電子電路的設計圖)，運用軟體無線傳送技術等進行安裝。
另外，通過利用通常的計算機等執行程序，可進行發送裝置111的串並轉換部 112、發送側內積部113、插入部114的計算，或接收裝置131的同步部133、接收側內積部 134、並串轉換部135的計算。在這種情況下，發送部115、和接收部132由與該計算機連接 的無線通信模塊來實現。
下面，對上述實施方式的變形方式和應用上述實施方式的實施方式進行說明。
實施例2
在上述實施方式中，是把向量b W]、b[l].....b[p-l]和向量cW]、c[l].....c[p-l]的先頭的要素設定為1。但是，該先頭要素具有任意性，只要是被配置在複平面的單 位圓周上即可。
因此，也可以使用任意角度θ，如以下那樣定義向量b
、b[l].....b[p-l]和向量 c
、c [1]、…、c [p-1]。
即，？個？維向量1^0]、13[1]、13[2]、.· ·丄[ -2]、13[ -1]，對於整數1^ = 0、1、2、. · ·、 (P-2)的每個，根據
b[k] = (exp (i θ ) , exp (2 31 i X q0+k/p) , exp (2 π i X q1+k/p) , exp (2 π i X q2+k/ p)， -,exp(2JiiXq(p-2)+k/p))
以及
b[p_l] = (exp(i θ )，1，1，1，...，1)
來確定。
另外，ρ個 ρ 維向量 c
、c[l]、c[2].....c[p_2]、c[p_l]，對於整數 k = 0、1、2.....(p-2)的每個，根據
c [k] = (oxp (_i θ )，exp (_2 π i X q0+k/p)，exp (_2 π i X q1+k/p)，cxp (_2 π i X q2+k/ p)，-,exp (-2JTiXq(p-2)+k/p))
以及
c[p-1] = (exp(_i θ )，1，1，1，...，1)
來確定。
實施例3
在上述實施方式中，是把固定了對於質數ρ的原始根q的發送裝置111與接 收裝置131構成一對，但也可以使用相同的質數來對應多用戶通信。其可認為相當於 OFDMA(Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access)。
如上述那樣，相對質數P的原始根的個數是Φ (p-1)個，如上述那樣，也可以選擇 具有多個原始根的質數P。
S卩，以相互不重複的方式，把相對某個質數ρ的原始根
權利要求
1.一種通信系統(101)，其特徵在於，使用 質數P的原始根q;對於整數k = 0、l、2.....(p-2)的每個，根據b[k] = (1，exp(2 π iXq0+k/p)，exp(2 π iXq1+k/p)，exp(2 π iXq2+k/p)， …，exp(2Ji iXq(p-2)+k/p)) 以及b[p-l] = (1,1,1,1, · · ·，1)確定的 P 個 P 維向量 b
、b [1]、b [2].....b [p-2]、b [p-1]；對於整數k = 0、l、2.....(p-2)的每個，根據c [k] = (1， exp (-2 π iX q0+k/p)， exp (-2 π i X q1+k/p)， exp (-2 π i X q2+k/p)， · · ·， exp (-2JI iXq(p-2)+k/p)) 以及c [p-1] = (1,1,1,1, · · ·，1)確定的 P 個P 維向量 c
、c[l]、c[2].....c [p-2]、c [p-1]，並且具有發送裝置(111)和接收裝置(131)，(a)上述發送裝置(111)具有串並轉換部(112)，其把要傳送的信號以規定時間長度T進行分割，並通過對該分割的 各個信號進行串並轉換，獲得P維的信號向量 S= (s
, s[l], s[2], s[3], . . . , s[p-1])；發送側內積部(113)，其對於整數i = 0、1、2.....(p-1)的每個，根據上述獲得的信號向量S、和上述所確定的向量b [i]，計算出內積 w[i] = ；插入部(114)，其通過在上述計算出的內積wW]、w[l]、w[2].....w[p-l]之間插入保護間隔，來獲得該規定時間長度T的信號；和發送被插入了上述保護間隔的信號的發送部(115)，(b)上述接收裝置(131)具有接收從上述發送裝置(111)發送來的信號的接收部(132)；同步部(133)，其參照被插入在上述所接收的信號中的保護間隔，取得與內積40]、w[l]、w[2].....w[p-l]同步的接收值u
、u[l]、u[2]、· · . ,U[p-1],且內積w
、w[l]、w[2].....w[p-l]是對於在上述發送裝置(111)中以該規定時間長度T分割的各個信號計算出的；接收側內積部(134)，其對於整數i = 0、1、2.....(p-1)的每個，根據上述獲得的接收值u[i]、和上述所確定的ρ維向量c[i]，計算出內積v[i] = (u[i],c[i]>；並串轉換部(135)，其對上述計算出的內積vW]、v[l]、v[2].....ν [p-1]進行並串轉換，轉換成以該規定時間長度T分割的信號，獲得傳送來的信號。
2.根據權利要求1所述的通信系統(101)，其特徵在於， 根據規定的角度θ，取代1而把exp (i θ )設定為該向量b
、b [1]、b [2].....b [p-1]的先頭要素，取代1而把exp ("i θ )設定為該向量c
、c [1]、c [2].....c [p_l]的先頭要素。
3.根據權利要求1或2所述的通信系統(101)，其特徵在於，(P-I)/2是質數。
4.根據權利要求1或2所述的通信系統(101)，其特徵在於，P是對2的乘方加1後的值的質數。
5.根據權利要求1或2所述的通信系統(101)，其特徵在於，把對應質數ρ的相互不同的各個原始根分配給多個用戶，與該多個用戶的每個對應的 發送裝置(111)和接收裝置(131)把被分配給該用戶的原始根作為該原始根q。
6.根據權利要求5所述的通信系統(101)，其特徵在於，上述接收裝置(131)把對應質數ρ的相互不同的原始根中的未被分配給現有的用戶的各個原始根設定為該原始根q，求出內積ν
、ν [1]、ν [2].....v[p-l]，並取得該內積v
、v[l]、v[2].....v[p-l]的功率為最小的原始根，把該取得的原始根設定為要分配給新用戶的原始根q。
7.根據權利要求1或2所述的通信系統(101)，其特徵在於，把對應質數ρ的相互不同的各個原始根分配給多個用戶，與該多個用戶的每個對應的 發送裝置(111)把被分配給該用戶的原始根設定為該原始根q，上述接收裝置(131)把該相互不同的各個原始根設定為該原始根q，求出內積40]、ν [1]、ν [2].....ν [p-1]，並取得該內積ν W]、ν [1]、ν [2].....ν [ρ-1]的功率為最大的原始根，把該取得的原始根設定為原始根q。
8.—種發送裝置(111)，是權利要求1或2所述的通信系統(101)中的發送裝置(111)。
9.一種發送裝置(131)，是權利要求1或2所述的通信系統(101)中的發送裝置(131)。
10.一種記錄有程序的計算機可讀取的信息記錄介質，其特徵是，該程序使計算機作為 權利要求1或2所述的通信系統(101)中的發送裝置(111)發揮功能。
11.一種記錄有程序的計算機可讀取的信息記錄介質，其特徵是，該程序使計算機作為 權利要求1或2所述的通信系統(101)中的發送裝置(131)發揮功能。
全文摘要
本發明提供一種使用質數p的原始根q的通信系統(101)，該系統對於整數k＝0、1、2、...、(p-2)，使用根據b[k]＝(1，exp(2πi×q0+k/p)，exp(2πi×q1+k/p)，…，exp(2πi×q(p-2)+k/p))以及b[p-1]＝(1，1，1，1，...，1)確定的p個p維向量b[i]及其共軛復向量c[i]，在發送裝置(111)中，將傳送信號並行化，取得與各個向量b[i]的內積，插入保護間隔，進行串行化後發送，在接收裝置(131)中，通過從接收信號中除去保護間隔來取得同步，進行並行化後取與各個向量c[i]的內積取得進行串行化後傳送來的信號。
文檔編號H04J13/00GK102037695SQ20088000035
公開日2011年4月27日 申請日期2008年7月16日 優先權日2008年7月16日
發明者梅野健 申請人:梅野健